[发明专利]基于摄影全站仪的建筑物无接触式沉降监测方法

摘要

一种基于摄影全站仪的建筑物无接触式沉降监测方法，该方法为普通全站仪加装CCD模块，远距离获取建筑物局部特征影像，利用基于旋转纠正的简易标定法获取CCD模块的内外方位元素，根据加入平面方程约束的摄影测量原理计算监测点三维坐标，采用SIFT算子对各期影像进行监测点特征提取与匹配，计算建筑物各期沉降量。

主权项

1.一种基于摄影全站仪的建筑物无接触式沉降监测方法，该方法为普通全站仪加装CCD模块，远距离获取建筑物局部特征影像，利用基于旋转纠正的简易标定法获取CCD模块的内外方位元素，根据加入平面方程约束的摄影测量原理计算监测点三维坐标，采用SIFT算子对各期影像进行监测点特征提取与匹配，计算建筑物各期沉降量；方法的具体步骤如下：第1步、基于旋转纠正的简易标定沉降监测点坐标的解算需要CCD模块相对于全站仪坐标系的内外方位元素，将全站仪的目镜部分替换为CCD影像模块，在此基础上提出一种基于旋转纠正的简易标定法，即对影像进行旋转纠正以完成CCD模块的简易标定，获取相对于全站仪坐标系的内外方位元素；具体方法为：在CCD获取的影像上提取两个像控点，根据像控点物方和像方坐标计算旋转角度并进行旋转纠正，使全站仪坐标系与CCD模块的像空间坐标系平行，使外方位元素转化为单位矩阵和零矩阵；在影像上提取圆形视野，以圆心坐标作为内方位元素中的像主点坐标；内方位元素中的像主距则根据全站仪望远镜成像原理和视场角不变的特性进行计算；第2步、平面约束的改化摄影测量构像方程解算监测点坐标在摄影测量成像模型的基础上加入水平和竖直方向的转角和平面约束，以利用单目摄影测量的方式解算监测点三维坐标；具体为：利用全站仪对监测点所在平面进行无棱镜模式的测量，获取多个平面拟合点坐标并进行最小二乘法平面拟合，平面方程作为单目摄影测量的约束条件；第3步、基于SIFT算子的沉降监测点特征提取与匹配利用SIFT算子对不同时相的影像中的沉降监测点进行特征提取和匹配以获取一一对应关系，从而计算建筑物各期沉降量。